李国强，李晓红，杨宏道，邱 荣，黄文浩

(1.西南科技大学理学院激光与光电子实验室，四川绵阳621010;2.西南科技大学极端条件物质特性实验室;四川绵阳621010;3.中国科学技术大学工程科学学院，安徽合肥230026)

1 引言

2008年美国罗切斯特大学光学研究所Guo Chunlei等人［1］报道了利用飞秒脉冲激光扫描处理铝、钛、钨、银和金，并使这些金属分别呈现出多种颜色。同年，该组用飞秒脉冲激光扫描处理铂，使铂表面呈现出几乎从紫外到红外波段光吸收率近95%的黑色铂［2］。自此以后，用飞秒激光实现对金属着色的研究取得了快速发展。激光制备彩色金属技术的研究可从紫外到太赫兹波段改变金属表面的光学特性，该项研究对于扩展金属的用途，代替油漆系列化学产品等具有重要价值。

本文主要报道采用脉宽为35～65 fs，中心波长为800 nm的飞秒脉冲激光扫描处理经抛光的不锈钢和镍片金属表面，通过设置不同的激光扫描速度和能量密度制备出彩色金属，并在这些金属表面形成彩色图案的研究。扫描电子显微镜(SEM)形貌结果显示，金属表面出现了纳米量级的激光诱导周期表面结构(NC-LIPSS)，结构周期约为480～550 nm。

2 实验

实验所用的飞秒激光器为1 TW钛宝石激光器，脉宽为30～50 fs，中心波长为800 nm，频率为10 Hz;高斯脉冲激光光斑直径 d约为460 μm。移动平台为美国理波公司生产的高精度电控平移台(XMS160、XMS100、GTS30V，移动范围为 X：160 mm;Y：160 mm;Z：160 mm;水平移动精度为10 nm;竖直移动精度为50 nm)。

将大块镍(纯度99.96%)和不锈钢数控线切割成10 mm×10 mm和20 mm×20 mm的小片若干，用SiC砂纸将选好的小片打磨至表面平整光滑，再经研磨膏细磨抛光，在丙酮中用超声波清洗10 min去除小片表面的油性污染物，然后在无水乙醇中用超声波清洗10 min，再用蒸馏水冲洗，并用氮气吹干。……